JP7218022B2 - トポロジーロータリーエンジン - Google Patents
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Description
前記ロータの外トポロジー曲面が前記シリンダの内トポロジー曲面に噛み合い、
前記ロータが自転しながら、偏心量△eを半径として前記シリンダの軸線の周りに前記自転と反対の方向に公転し、前記シリンダをそれぞれ独立したn+1個のチャンバに分け、
前記ロータが1周自転するごとに、n+1個のチャンバがそれぞれn/2回の吸気、圧縮、仕事及び排気を完成し、前記ロータの公転速度がその自転速度のn倍であり、前記ロータの公転速度がエンジン出力の回転速度と同じであり、
前記シリンダにはn+1個のインジェクションノズル及びn+1個の点火プラグが設けられ、前記インジェクションノズル及び前記点火プラグと、前記ロータ及び前記給排気機構との協働により、燃料が前記チャンバ内で燃焼して仕事し、前記第1伝動機構及び前記第2伝動機構により外部へ動力を出力するトポロジーロータリーエンジンが提供される。
前記第2伝動機構が第1内歯車、第1外歯車、第1内歯車支持座、第2内歯車、第2外歯車及び第2内歯車支持座を含み、前記第1外歯車及び前記第2外歯車がそれぞれ前記ロータ伝動軸の両端に締結して取り付けられ、前記第1外歯車が前記第1内歯車に噛み合い、前記第1内歯車が前記第1内歯車支持座に設けられ、前記第2外歯車が前記第2内歯車に噛み合い、前記第2内歯車が前記第2内歯車支持座に設けられ、
前記給排気機構が第1給排気盤、第2給排気盤及び給排気室を含み、前記第1給排気盤及び前記第2給排気盤がシリンダの両側に対称的に設けられ、それぞれロータの両端面に摺動可能に接触する。
1、本発明では、ロータとシリンダの内壁面とは曲面で噛み合うことにより、燃焼室は良好な密封性を有し、燃料が十分で均一に燃焼することが保証され、燃焼効率が向上し、省エネと排出量削減が達成され、環境汚染が低減される。
2、本発明では、ロータに吸排気通路が設けられることにより、ロータの回転過程において、吸排気通路と、給排気盤、点火プラグ及びインジェクションノズルとの協働により各燃焼室の吸気、圧縮、仕事及び排気の4つの行程を完成することができ、また、ロータが1周自転するごとに、出力軸はn(n≧4)周回転し、エンジンはn(n+1)/2回仕事するため、比較的高い馬力対体積比及び出力回転速度を有する。
3、本発明のロータエンジンはクランクロッド及びエアバルブ機構を使用しないため、エンジンの移動部材が大幅に減少され、部材の数が少なく、構造が簡単で、コンパクトで、体積が小さく、電力密度が高く、故障率も大幅に低減される。
4、本発明のロータエンジンは、仕事過程は往復ピストン式エンジンの動力伝達及び変換機構と異なり、その仕事効能はロータに直接作用して出力し、慣性運動エネルギの損失がなく、仕事の動力曲線が滑らかであるため、振動が少なく、騒音が少なく、燃費が高い。
5、本発明では、ロータエンジンのシリンダにおけるチャンバの特定な燃焼室の構造を変更することにより、必要に応じて相対的に固定された圧縮比を調整でき、燃焼効率が向上し、ガソリン、ケロシン、ディーゼル油、天然ガス、水素及び他の新エネルギ燃料などに適用でき、燃料へのエンジン適用範囲は広くなる。
6、本発明のトポロジーロータリーエンジンでは、それぞれのチャンバに独立したインジェクター及び点火プラグが設けられることにより、独立した燃焼仕事を行うことができ、エンジンのシリンダ壁が交互に変化する側圧力及び衝撃を受ける問題並びにシリンダの温度むらという問題が効果的に回避され、エンジンの耐用年数の延長に有利である。
第2出力軸1、第2軸受位置決め蓋2、第2出力軸支持座3、第2外歯車4、第2カウンターウェイト5、第2内歯車6、第2内歯車支持座7、第2給排気盤8、シリンダ9、インジェクションノズル10、点火プラグ11、チャンバ12、ロータ13、ロータ伝動軸14、第1給排気盤15、第1内歯車支持座16、第1内歯車17、第1カウンターウェイト18、第1外歯車19、第1出力軸支持座20、第1軸受位置決め蓋21、第1出力軸22、第2軸受23、第1軸受24、第1通気孔25、第1吸排気通路26、第2吸排気通路27、第3吸排気通路28、第4吸排気通路29、第2通気孔30、第3軸受31、第4軸受32、給排気溝33。
具体的には、前記第1給排気盤15には、第1通気孔25が設けられ、前記第1通気孔25は、前記第1給排気盤15内の給排気室と外部環境とを連通させる。前記第2給排気盤8には第2通気孔30が設けられ、前記第2通気孔30は、前記第2給排気盤8内の給排気室と外部環境とを連通させる。
具体的には、前記第1内歯車17と前記第1外歯車19との歯数比は5:4である。前記第2内歯車6と前記第2外歯車4との歯数比は5:4である。
Claims (9)
- トポロジーロータリーエンジンであって、
前記トポロジーロータリーエンジン内に設けられる第1伝動機構、第2伝動機構、給排気機構、ロータ(13)及びシリンダ(9)を含み、前記ロータ(13)は、前記シリンダ(9)のチャンバに設けられ、
前記ロータ(13)の断面は湾曲辺トポロジーn角形であり、前記シリンダ(9)のチャンバの断面は湾曲辺トポロジーn+1角形であり、前記ロータ(13)の断面の丸面取りの半径は、前記シリンダ(9)のチャンバの断面の丸面取りの半径と同じであり、ここで、nは4以上の偶数であり、前記ロータ(13)の断面の丸面取りの半径は、ロータ(13)の断面の外側凸円の半径であり、前記シリンダ(9)のチャンバの断面の丸面取りの半径は、シリンダ(9)の作業チャンバの断面円の半径であり、
前記ロータ(13)の外トポロジー曲面は前記シリンダ(9)の内トポロジー曲面に噛み合い、
前記ロータ(13)は、自転しながら偏心量△eを半径として前記シリンダ(9)の軸線の周りに前記自転と反対の方向に公転し、前記シリンダ(9)をそれぞれ独立したn+1個のチャンバ(12)に分け、
前記ロータ(13)が1周自転するごとに、n+1個のチャンバ(12)はそれぞれn/2回の吸気、圧縮、仕事及び排気を順に完成し、前記ロータ(13)の公転速はその自転速度のn倍であり、前記ロータ(13)の公転速度はエンジン出力の回転速度と同じであり、
前記シリンダ(9)には、n+1個のインジェクションノズル(10)及びn+1個の点火プラグ(11)が設けられ、前記インジェクションノズル(10)及び前記点火プラグ(11)と、前記ロータ(13)及び前記給排気機構との協働により、燃料は前記チャンバ(12)内で燃焼して仕事し、前記第1伝動機構及び前記第2伝動機構により外部へ動力を出力することを特徴とする、トポロジーロータリーエンジン。 - 前記シリンダ(9)チャンバの外接円の半径は、前記ロータ(13)の外接円の半径と前記偏心量△eとの差であることを特徴とする、請求項1に記載のトポロジーロータリーエンジン。
- 前記ロータ(13)には、n/2対の吸排気通路が設けられ、前記吸排気通路の対の数は、前記ロータ(13)の断面トポロジー辺の数の1/2であることを特徴とする、請求項1に記載のトポロジーロータリーエンジン。
- 前記ロータ(13)は、第1吸排気通路(26)、第2吸排気通路(27)、第3吸排気通路(28)及び第4吸排気通路(29)を含み、
前記第1吸排気通路(26)、前記第2吸排気通路(27)、前記第3吸排気通路(28)及び前記第4吸排気通路(29)はいずれもL型構造であり、それらの両端は、それぞれ前記ロータ(13)の端面及び前記ロータ(13)丸面取りの頂面に設けられることを特徴とする、請求項3に記載のトポロジーロータリーエンジン。 - 前記第1吸排気通路(26)及び前記第2吸排気通路(27)は、前記ロータ(13)の軸方向に沿って対称的に設けられ、
前記第3吸排気通路(28)及び前記第4吸排気通路(29)は、前記ロータ(13)の軸方向に沿って対称的に設けられ、
前記第1吸排気通路(26)及び前記第4吸排気通路(29)は、前記ロータ(13)の両端に対称的に設けられ、
前記第2吸排気通路(27)及び前記第3吸排気通路(28)は、前記ロータ(13)の両端に対称的に設けられることを特徴とする、請求項4に記載のトポロジーロータリーエンジン。 - 前記第1伝動機構は、ロータ伝動軸(14)、第1軸受(24)、第2軸受(23)、第3軸受(31)、第4軸受(32)、第1出力軸(22)、第2出力軸(1)、第1カウンターウェイト(18)、第2カウンターウェイト(5)、第1出力軸支持座(20)及び第2出力軸支持座(3)を含み、
前記ロータ伝動軸(14)の両端は、それぞれ前記第1軸受(24)及び前記第3軸受(31)に接続され、
前記第1軸受(24)は、前記第1カウンターウェイト(18)内に設けられ、前記第3軸受(31)は、前記第2カウンターウェイト(5)内に設けられ、
前記第1カウンターウェイト(18)の一端には、前記第1出力軸(22)が設けられ、前記第1出力軸(22)は、第1出力軸支持座(20)内に設けられる前記第2軸受(23)及び第1軸受位置決め蓋(21)を通過し、
前記第2カウンターウェイト(5)の一端には、前記第2出力軸(1)が設けられ、前記第2出力軸(1)は、第2出力軸支持座(3)内に設けられる前記第4軸受(32)及び第2軸受位置決め蓋(2)を通過し、
前記第2伝動機構は、第1内歯車(17)、第1外歯車(19)、第1内歯車支持座(16)、第2内歯車(6)、第2外歯車(4)及び第2内歯車支持座(7)を含み、
前記第1外歯車(19)及び前記第2外歯車(4)は、それぞれ前記ロータ伝動軸(14)の両端に締結して取り付けられ、
前記第1外歯車(19)は、前記第1内歯車(17)に噛み合い、前記第1内歯車(17)は、前記第1内歯車支持座(16)に設けられ、
前記第2外歯車(4)は、前記第2内歯車(6)に噛み合い、前記第2内歯車(6)は、前記第2内歯車支持座(7)に設けられ、
前記給排気機構は、第1給排気盤(15)、第2給排気盤(8)及び給排気室を含み、
前記第1給排気盤(15)及び前記第2給排気盤(8)は、シリンダ(9)の両側に対称的に設けられるとともに、それぞれロータ(13)の両端面に摺動可能に接触することを特徴とする、請求項1に記載のトポロジーロータリーエンジン。 - 前記第1給排気盤(15)と前記第2給排気盤(8)とは構造が同じであり、いずれかの内部にも給排気室が設けられ、
前記第2給排気盤(8)には、周方向に沿って複数の長円孔給排気溝(33)が設けられ、前記給排気溝(33)の数は、前記シリンダ(9)のチャンバ室(12)の数と一致し、
前記給排気室は、前記給排気溝(33)及び前記吸排気通路を介して前記シリンダ(9)内のチャンバ(12)に連通することを特徴とする、請求項6に記載のトポロジーロータリーエンジン。 - 前記第1給排気盤(15)には、前記第1給排気盤(15)内の給排気室と外部環境とを連通させるための第1通気孔(25)が設けられ、
前記第2給排気盤(8)には、前記第2給排気盤(8)内の給排気室と外部環境とを連通させるための第2通気孔(30)が設けられることを特徴とする、請求項7に記載のトポロジーロータリーエンジン。 - 前記第1内歯車(17)と前記第1外歯車(19)との歯数比は(n+1):nであり、
前記第2内歯車(6)と前記第2外歯車(4)との歯数比は(n+1):nであることを特徴とする、請求項6に記載のトポロジーロータリーエンジン。
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